JP2004106578A

JP2004106578A - Driving arrangement for vehicle

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Publication number: JP2004106578A
Application number: JP2002268391A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ono; 大野　明浩; Setsuo Fujioka; 藤岡　節男
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: JP4192538B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of shocks at the time of engaging an electromagnetic clutch 20c, in a driving arrangement for vehicle which is equipped with the electromagnetic clutch 20c positioned in a driving force transmission mechanism for connecting a motor 20a as a driving means with a driving wheel 21b, and which transmits the driving force of the driving means 20a to the driving wheel 21b through the electromagnetic clutch 20c. <P>SOLUTION: By gradually increasing applied current to an electromagnetic coil 25a of the electromagnetic clutch 20c at the time of engaging the electromagnetic clutch 20c provided in the driving force transmission mechanism for connecting the motor 20a with the driving wheel 21b so as to transmit driving force, the engagement of the electromagnetic clutch 20c is conducted smoothly, thus preventing generation of shocks at the time of engaging the electromagnetic clutch 20c. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用駆動装置の一形式として、駆動手段である電動モータと駆動輪を駆動力伝達可能に連結する駆動力伝達機構内にクラッチを備え、クラッチを結合した状態で電動モータの駆動力を駆動輪に伝達して駆動輪を駆動させる形式の車両用駆動装置がある。
【０００３】
当該形式の車両用駆動装置は、例えば、前後輪駆動車の補助駆動装置として採用され、必要時、例えば滑りやすい路面での発進時や主駆動輪がスリップした時等に主駆動装置と共に駆動して、車両を前後両輪駆動（例えば四輪駆動）の走行状態を形成するものである。また、前後輪のいずれか一方の単独駆動（例えば二輪駆動）の走行状態を形成する場合には、補助駆動装置の駆動手段を非駆動にするとともにクラッチの結合を解除して、補助駆動装置の駆動手段である電動モータと駆動輪の駆動力伝達可能な連結状態を遮断するものである。
【０００４】
当該形式の駆動装置においては、前後輪のいずれか一方の単独駆動（例えば二輪駆動）の走行時には、クラッチの結合を解除して駆動手段である電動モータと非駆動の駆動輪との駆動力伝達可能な連結を遮断することから、駆動輪側から駆動手段である電動モータ側へのトルク伝達も遮断し得て、駆動輪側から駆動手段である電動モータ側への伝達トルクに起因するトラブルを解消し得るようになっている。
【０００５】
このように、当該形式の車両用駆動装置を駆動するに当たっては、電動モータの駆動に対応してクラッチを結合することが不可欠であるが、クラッチの結合時に、電動モータの回転速度と駆動輪側の車輪速に大きな回転数差があると、クラッチで大きなショックが発生することになる。このため、駆動装置を駆動する際のクラッチの結合時には、大きなショックの発生をできるかぎり抑制することが望まれ、当該形式の従来の車両用駆動装置においては、クラッチの結合時におけるショックの発生を抑制する２つの対策が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
上記した特許文献１に記載の車両用駆動装置が有する、ショックの発生を抑制する第１の対策は、駆動装置の駆動時、クラッチを結合してから電動モータの出力トルクを徐々に立ち上げるようにする手段であり、また、その第２の対策は、駆動装置の駆動前に、電動モータの回転速度が車輪速に相当する速度に等しくなるように電動モータを空転させて、電動モータの回転速度が車輪速に相当する速度に等しくなった時点でクラッチを結合する手段である。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２４３６０８号公報（車両用電動式駆動装置）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ショックの発生を抑制する両対策は、いずれも、電動モータの回転速度が車輪速に相当する速度に近似しまたは一致した時点でクラッチの結合を完了させることによって、クラッチ結合時のショックの発生を防止または大きく抑制するものである。
【０００９】
しかしながら、ショックの発生を抑制する両対策においては、その第２の対策にあっては、電動モータの回転速度を検出するための検出手段が不可欠で、車両用駆動装置に検出手段を配設しなければならない点でコスト的に不利である。また、その第１の対策にあっては、電動モータの回転速度を検出するための検出手段を必要としない点では有利であるが、電動モータの回転速度の検出手段に替わる手段として、下記に示す極めて複雑で面倒な制御手段を採っている。
【００１０】
すなわち、当該制御手段は、車輪速と角加速度とに基づいて車輪速のその後の変化を予測する方程式を演算すること、この予測方程式と電動モータの速度立上り特性とから電動モータの回転速度が車輪速に相当する速度に等しくなるまでに要する時間を演算すること、当該時間に相当する所定時間電動モータを空転させること、電動モータを所定時間空転した後一時停止した状態でクラッチを入れること、その後電動モータを再起動して出力トルクを徐々に立上げること等の多くの動作を一体に組合わせた制御手段である。
【００１１】
従って、本発明の目的は、当該形式の車両用駆動装置におけるクラッチ結合時のショックの発生を抑制する対策として、電動モータの回転速度を検出するための検出手段が不要でコスト的に有利であって、かつ、複雑で面倒な制御手段が不要で簡単な制御で済む、ショックの発生を抑制する対策を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は車両用駆動装置に関するもので、本発明に係る車両用駆動装置は、駆動手段である電動モータと駆動輪を駆動力伝達可能に連結する駆動力伝達機構内に電磁クラッチを備え、同電磁クラッチを結合した状態で前記電動モータの駆動力を前記駆動輪に伝達して同駆動輪を駆動させる車両用駆動装置であって、前記駆動輪の駆動に際しては、前記電磁クラッチに対する印加電流を漸次増加して同電磁クラッチを結合させることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る車両用駆動装置においては、前記電磁クラッチに対する印加電流を印加時間に対して２次曲線的に増加させて、同電磁クラッチを結合させるようにすることができ、この場合には、前記電磁クラッチに対する２次曲線的印加電流を、車両の車輪速に応じて変化させるようにすることができる。
【００１４】
本発明に係る車両用駆動装置において、採用する電磁クラッチは、摩擦クラッチを主体とする電磁パイロット式の電磁クラッチ装置であることが好ましい。当該駆動装置は、前後輪駆動車を構成する補助駆動装置として、好適に採用されるものである。
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明に係る車両用駆動装置においては、電磁クラッチの結合時におけるショックの発生を防止または大きく抑制すべく、駆動輪の駆動に際しては、電磁クラッチに対する印加電流を漸次増加して同電磁クラッチを結合させるものである。電磁クラッチは、印加電流の増加に応じて摩擦係合力を漸次強めて最後の結合するもので、電磁クラッチに対する印加電流を漸次増加させていくと、電磁クラッチはショックを発生することなく円滑に結合する。
【００１６】
このように、本発明に係る車両用駆動装置で採用しているショックの発生の抑制手段は、電動モータの回転速度を検出するための検出手段が不要であるとともに、複雑かつ面倒な制御手段が不要であることから、従来のショックの発生の抑制手段に比較してコスト的に極めて有利である。
【００１７】
本発明に係る車両用駆動装置におけるショックの発生の抑制手段において、電磁クラッチに対する印加電流を、印加時間に対して２次曲線的に増加させる手段を採ることにより、電磁クラッチを一層円滑に結合させることができ、また、電磁クラッチに対する２次曲線的印加電流を、車両の車輪速に応じて変化させるようにすれば、車輪速の大小に関わらず対応することができて、電磁クラッチの結合時のショックの発生を防止または大きく抑制することができる。
【００１８】
本発明に係る車両用駆動装置においては、電磁クラッチとして、摩擦クラッチを主体とする電磁パイロット式の電磁クラッチ装置を採用することが好ましく、これにより、当該駆動装置を、前後輪駆動車を構成する補助駆動装置として好適に採用し得て、前後輪駆動車を構成する主駆動装置とともに作動して車両を前後両輪駆動の走行状態を形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、車両用駆動装置に関するものである。図１は、本発明の一例に係る駆動装置を補助駆動装置に採用して構成した前後輪駆動車を示している。当該前後輪駆動車は、主駆動輪である前輪側を駆動する主駆動装置１０と、補助駆動輪である後輪側を駆動する補助駆動装置２０と、補助駆動装置２０を制御する制御装置３０を備えている。当該前後輪駆動車においては、補助駆動装置２０が本発明に係る車両用駆動装置の一実施形態である。
【００２０】
当該前後輪駆動車を構成する主駆動装置１０は、内燃機関であるエンジン１１を備えている。主駆動装置１０においては、エンジン１１の駆動力は、トランスミッション１２、減速ギヤ列１３、および、フロントディファレンシャル１４を経て各ドライブシャフト１５に分配され、各ドライブシャフト１５にて前輪１６が駆動される。また、主駆動装置１０は、ジェネレータ１７を備え、ジェネレータ１７はエンジン１１にて駆動して発電し、発電された電力はバッテリー１８に蓄電される。蓄電された電力は、後述する補助駆動装置２０を構成する駆動手段である電動モータ２０ａの駆動エネルギーとして供給される。
【００２１】
補助駆動装置２０は、電動モータ２０ａ、減速ギヤ列２０ｂ、電磁クラッチ装置２０ｃおよびリヤディファレンシャル２０ｄを備えている。補助駆動装置２０においては、減速ギヤ列２０ｂ、電磁クラッチ装置２０ｃおよびリヤディファレンシャル２０ｄが駆動力伝達機構を構成していて、電磁クラッチ装置２０ｃは減速ギヤ列２０ｂ内の入力側と出力側間に配設されている。当該補助駆動装置２０においては、電磁クラッチ装置２０ｃとして電磁パイロット式の電磁クラッチ装置が採用されている。
【００２２】
当該補助駆動装置２０において、電動モータ２０ａは必要時、制御装置３０からの指令信号に基づいて電力の供給を受けて駆動するもので、電磁クラッチ装置２０ｃが結合状態にある場合には、電動モータ２０ａの駆動力は、減速ギヤ列２０ｂの入力側から電磁クラッチ装置２０ｃを介して減速ギヤ列２０ｂの出力側へ伝達され、減速ギヤ列２０ｂの出力側からリヤディファレンシャル２０ｄに伝達される。伝達された駆動力は、リヤディファレンシャル２０ｄにて各ドライブシャフト２１ａに分配されて、各ドライブシャフト２１ａにて後輪２１ｂが駆動される。
【００２３】
制御装置３０は、前後両輪駆動（４ＷＤ）を選択する４ＷＤスイッチの状態を検出するスイッチセンサＳ１、スロットル開度センサＳ２、車輪速センサＳ３、シフトポジションセンサＳ４等に接続されているもので、ＭＰＵ（マイクロプロセッサ）および駆動回路を備えている。ＭＰＵは、ＣＰＵおよびメモリーを備え、メモリーは、電磁クラッチ装置２０ｃや電動モータ２０ａ等を制御する制御プログラムやデータを保持している。制御装置３０においては、各センサＳ１〜Ｓ４から出力される検出信号を、インタフェースを介して取込み、ＭＰＵは、取込んだ各検出信号に基づいて補助駆動装置２０の作動すべき状態を判定し、補助駆動装置２０を作動すべきであると判定した場合には、電動モータ２０ａや電磁クラッチ装置２０ｃを動作すべき指令信号を、インタフェースを介して駆動回路に出力する。
【００２４】
駆動回路は、ＭＰＵからの指令信号に基づいて、電磁クラッチ装置２０ｃのＯＮ（結合）−ＯＦＦ（遮断）を制御するとともに、電動モータ２０ａに対する電力の供給を制御するもので、ＭＰＵが補助駆動装置２０を作動すべきであると判定した場合には、ＭＰＵからの指令信号に基づいて、設定された電圧の電力を電動モータ２０ａに供給するとともに電磁クラッチ装置２０ｃをＯＮする。これにより、補助駆動装置２０は駆動して、各ドライブシャフト２１ａを介して後輪２１ｂ側を駆動させ、車両を前後輪駆動状態に形成する。
【００２５】
しかして、補助駆動装置２０の駆動力伝達機構を構成する電磁クラッチ装置２０ｃは、図２に示す電磁パイロット式の電磁クラッチ装置である。当該電磁クラッチ装置２０ｃはそれ自体公知のもので、アウタハウジング２２、インナシャフト２３、メインクラッチ２４、パイロットクラッチ機構２５、およびカム機構２６にて構成されている。アウタハウジング２２とインナシャフト２３は、互いに同心的かつ回転可能に支持されているもので、アウタハウジング２２とインナシャフト２３が形成する環状空間部に、メインクラッチ２４、カム機構２６、およびパイロットクラッチ機構２５がこの順序で配設されている。
【００２６】
メイン機構２４は、多数のアウタプレート２４ａとインナプレート２４ｂからなるもので、各アウタプレート２４ａはアウタハウジング２２の内周側に一体回転可能に組付けられ、かつ、各インナプレート２４ｂはインナシャフト２３の外周側に一体回転可能に組付けられている。各アウタプレート２４ａと各インナプレート２４ｂは、互いに交互に配置されていて、押圧力の作用にて互いに摩擦係合するとともに、高い所定の押圧力の作用を受けた場合には互いに結合状態を形成する。
【００２７】
パイロットクラッチ機構２５は、アウタハウジング２２のリヤカバー２２ａにヨークを介して回転可能に組付けられている電磁コイル２５ａと、リヤカバー２２ａの内面側に組付けられている摩擦クラッチ２５ｂと、摩擦クラッチ２５ｂのリヤカバー２２ａの反対側に位置するアーマチャ２５ｃとからなり、摩擦クラッチ２５ｂを構成する各アウタプレートはアウタハウジング２２の内周側に一体回転可能に組付けられ、かつ、各インナプレートは後述するカム機構２６を構成する第１カム部材２６ａの外周に一体回転可能に組付けられている。
【００２８】
摩擦クラッチ２５ｂを構成する各アウタプレートと各インナプレートは、交互に位置して互いに相対回転可能である。アーマチャ２５ｃは、アウタハウジング２２の内周側に一体回転可能に組付けられているもので、電磁コイル２５ａへの電流の印加によって発生する磁力の作用によって摩擦クラッチ２５ｂ側に吸引されて、摩擦クラッチ２５ｂを摩擦係合すべく機能する。
【００２９】
カム機構２６は、パイロットクラッチ機構２５とメインクラッチ２４間に配設されているもので、第１カム部材２６ａ、第２カム部材２６ｂおよびカムフォロアー２６ｃを備えている。第１カム部材２６ａは、インナシャフト２３上に回転可能に組付けられていて、その外周側には、摩擦クラッチ２５ｂを構成する各インナプレートが一体回転可能に組付けられている。第２カム部材２６ｂは、インナシャフト２３上に一体回転可能に組付けられて、メインクラッチ２４とアーマチャ２５ｃ間に位置している。これらの各カム部材２６ａ，２６ｂの互いに対向する対向面には、複数のカム溝が形成されていて、カム溝にカムフォロアー２６ｃが嵌合されている。
【００３０】
当該電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、アウタハウジング２２が減速ギヤ列２０ｂを構成する入力側の駆動軸２７ａに駆動力伝達可能に連結し、かつ、インナシャフト２３が出力側の駆動軸２７ｂに駆動力伝達可能に連結している。駆動軸２７ｂの出力ギヤ２７ｃは、リヤディファレンシャル２０ｄのリングギヤ２７ｄに噛合している。電磁クラッチ装置２０ｃは、この状態で減速ギヤ列２０ｂの入力側と出力側間に配設されている。
【００３１】
当該電磁クラッチ装置２０ｃは、パイロットクラッチ機構２５の電磁コイル２５ａに電流を印加することによって作動する。パイロットクラッチ機構２５の電磁コイル２５ａに電流が印加されると、印加電流に応じて発生する磁力の作用によってアーマチャ２５ｃが摩擦クラッチ２５ｂ側に吸引されて、摩擦クラッチ２５ｂを摩擦係合する。この結果、アウタハウジング２２とインナシャフト２３間に回転差がある場合には、カム機構２６を構成する両カム部材２６ａ，２６ｂ間に相対回転が発生して、カムフォロアー２６ｃが第２カム部材２６ｂをメインクラッチ２４側に押圧し、第２カム部材２６ｂはメインクラッチ２４を摩擦係合する。カム機構２６は、パイロットクラッチ機構２５で発生した推力を倍力してメインクラッチ２４に伝達して、メインクラッチ２４を結合すべく機能する。メインクラッチ２４が結合された場合には、アウタハウジング２２とインナシャフト２３は互いに連結される。
【００３２】
当該補助駆動装置２０においては、電磁クラッチ装置２０ｃが結合すると、電動モータ２０ａと後輪２１ｂ側が減速ギヤ列２０ｂ、電磁クラッチ装置２０ｃおよびリヤディファレンシャル２０ｄを介して連結されて、左右の各後輪２１ｂが各ドライブシャフト２１ａを介して駆動される。電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、パイロットクラッチ機構２５の電磁コイル２５ａへの電流の印加が停止されると、メインクラッチ２４の結合状態が解除されて非作動となる。
【００３３】
また、当該補助駆動装置２０においては、車両の走行方向の相違によって、電磁クラッチ装置２０ｃを構成するアウタハウジング２２とインナシャフト２３間の相対回転方向が相違し、カム機構２６は図３に示すように、互いに正逆異なる方向に作動して、車両の走行方向が前後いずれの方向であっても、メインクラッチ２４を結合状態とする。例えば、図３（ａ）は、車両が前進走行の場合の作動状態を示し、また、図３（ｂ）は車両が後進走行の場合の作動状態を示す。
【００３４】
当該前後輪駆動車では、主駆動装置１０を構成するエンジン１１を始動することで、前輪駆動の二輪駆動走行状態を形成することができるとともに、４ＷＤを選択する４ＷＤスイッチをＯＮ操作した場合には、制御装置３０は補助駆動装置２０の作動を制御して、前後両輪駆動の四輪駆動走行状態を形成する。
【００３５】
補助駆動装置２０の駆動制御では、制御装置３０は、４ＷＤスイッチの操作状態を検出するスイッチセンサＳ１、スロットル開度センサＳ２、車輪速センサＳ３、シフトポジションセンサＳ４から出力される検出信号を、インタフェースを介して取込み、ＭＰＵは、取込んだ各検出信号に基づいて補助駆動装置２０の作動すべき状態を判定し、補助駆動装置２０を作動すべきであると判定した場合には、電動モータ２０ａおよび電磁クラッチ装置２０ｃを動作すべき指令信号を、インタフェースを介して駆動回路に出力する。駆動回路は、ＭＰＵからの指令信号に基づいて、設定された電圧の電力を電動モータ２０ａに供給する。制御装置３０は、補助駆動装置２０の駆動制御のプログラムを、図４に示すフローチャートに基づいて実行する。
【００３６】
制御装置３０は、エンジン１１の始動時に動作し、制御装置３０を構成するマイクロコンピュータは、ステップ１０１にて４ＷＤスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態を判定し、４ＷＤスイッチがＯＦＦ状態にあるものと判定した場合にはプログラムをステップ１０２に進め、モータ非駆動状態（電動モータ２０ａに対する電流印加停止）、および、クラッチＯＦＦ状態（電磁クラッチ装置２０ｃに対する電流印加停止）に保持してプログラムの実行を終了する。また、マイクロコンピュータは、ステップ１０１にて４ＷＤスイッチがＯＮ状態にあるものと判定した場合にはプログラムをステップ１０３に進める。
【００３７】
マイクロコンピュータは、ステップ１０３では、スロットル開度、車輪速、シフトポジションを読込み、ステップ１０４にて、補助駆動装置２０の駆動制御をすべき状態か否かの判定を行う。マイクロコンピュータは、ステップ１０３にて、補助駆動装置２０を駆動制御すべき状態ではないと判定した場合には、ステップ１０２にてモータ非駆動状態、クラッチをＯＦＦ状態に保持してプログラムの実行を終了する。
【００３８】
また、マイクロコンピュータは、ステップ１０４にて、補助駆動装置２０を駆動制御すべき状態であるものと判定した場合には、プログラムをステップ１０５に進め、ステップ１０５にて車両の走行方向を判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１０５にて、車両の走行方向が前進方向であると判定した場合には、ステップ１０６にて電動モータ２０ａを正転駆動（車両前進走行）し、かつ、車両の走行方向が後進方向であると判定した場合には、ステップ１０７にて電動モータ２０ａを逆転駆動（車両後進走行）して、車両を前後両輪駆動の四輪駆動状態に形成する。
【００３９】
制御装置３０は、上記した補助駆動装置２０の基本的な駆動制御プログラムの他に、電磁クラッチ装置２０ｃの結合タイミングを制御するクラッチ制御プログラムを備えている。クラッチ制御プログラムは、各車輪速における電磁クラッチ装置２０ｃの電磁コイル２５ａに対する印加電流と印加時間との関係を表わす、図５に示すグラフ（マップ）を備えている。当該マップは、印加電流が印加時間に対して２次曲線的に増加する関係を示し、かつ、この印加電流の２次曲線的な増加関係は、車輪速の増加に応じて漸次低減する関係にあることを示している。
【００４０】
当該クラッチ制御プログラムでは、印加電流のマップから、検出した車輪速に対応する印加電流の２次曲線的電流値を選択して、当該２次曲線的電流値に応じて、電磁クラッチ装置２０ｃの電磁コイル２５ａに電流を所定時間印加する。すなわち、電磁クラッチ装置２０ｃの結合時には、電磁クラッチ装置２０ｃの電磁コイル２５ａに対して、印加電流を当該２次曲線的電流値に応じて漸次増大する。例えば、車輪速Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３である場合には、２次曲線的電流値Ａ１，Ａ２，Ａ３を選択して、各２次曲線的電流値Ａ１，Ａ２，Ａ３を各所定時間ｔ１，ｔ２，ｔ３だけ印加する。
【００４１】
これにより、電磁クラッチ装置２０ｃにおいては、印加電流の増加に応じてメインクラッチ２４の摩擦係合力を高めて最後に結合状態となる。このため、電磁クラッチ装置２０ｃは、何等ショックを発生させることなく円滑に結合し、電動モータ２０ａの駆動力を後輪２１ｂ側へ伝達して、車両を前後両輪駆動の四輪駆動走行状態に形成する。
【００４２】
図６は、クラッチ制御プログラムの基本的なプログラムを実行するためのフローチャートであり、制御装置３０を構成するマイクロコンピュータは、補助駆動装置２０を駆動制御すべきであると判定した場合には、補助駆動装置２０を駆動するに先だって、すなわち、図４のステップ１０６またはステップ１０７を実行するに先だって、当該クラッチ制御プログラムを図６に示すフローチャートに基づいて実行する。マイクロコンピュータは、ステップ１１１にて車輪速Ｎを読込み、ステップ１１２にて、車輪速Ｎに対応する印加電流の２次曲線的電流値をマップから選択し、プログラムをステップ１１３に進める。
【００４３】
マイクロコンピュータは、ステップ１１３にて、電磁コイル２５ａに電流を所定時間印加してクラッチをＯＮにするとともに、電動モータ２０ａに電流を印加して駆動する。電磁コイル２５ａに対する印加電流は、車輪速Ｎに基づいて選択された２次曲線的電流値であって、電磁クラッチ装置２０ｃは、何等ショックを発生させることなく円滑に結合し、電動モータ２０ａの駆動力を後輪２１ｂ側へ伝達して、車両を前後両輪駆動の四輪駆動走行状態に形成する。
【００４４】
図７は、補助駆動装置２０の駆動制御とクラッチ制御を一体にした制御プログラムを実行するためのフローチャートである。当該制御プログラムを実行する制御装置３０において、マイクロコンピュータは、ステップ１２１にて４ＷＤスイッチのＯＮ−ＯＦＦ状態を判定し、４ＷＤスイッチがＯＦＦ状態にあるものと判定した場合にはプログラムをステップ１２２に進め、クラッチをＯＦＦ状態（電磁クラッチ装置２０ｃに対する電流印加停止）に、および、モータを非駆動状態（電動モータ２０ａに対する電流印加停止）に保持してプログラムの実行を終了する。また、マイクロコンピュータは、ステップ１２１にて４ＷＤスイッチがＯＮ状態にあるものと判定した場合にはプログラムをステップ１２３に進める。
【００４５】
マイクロコンピュータは、ステップ１２３では、スロットル開度、車輪速、シフトポジションを読込み、ステップ１２４にて、補助駆動装置２０の駆動制御をすべき状態か否かの判定を行う。マイクロコンピュータは、ステップ１２４にて、補助駆動装置２０を駆動制御すべき状態ではないと判定した場合には、ステップ１２２にてクラッチをＯＦＦ状態に、モータを非駆動状態に保持してプログラムの実行を終了する。
【００４６】
また、マイクロコンピュータは、ステップ１２４にて、補助駆動装置２０を駆動制御すべき状態であるものと判定した場合には、プログラムをステップ１２５に進め、ステップ１２５にて車両が走行中か否か判定する。マイクロコンピュータは、ステップ１２５にて、車両が停止中であると判定した場合には、ステップ１２６にて、クラッチをＯＮ状態（電磁クラッチ装置２０ｃに対して電流印加）に、モータを駆動状態（電動モータ２０ａに対して電流印加）にする。この場合の電磁クラッチ装置２０ｃの電磁コイル２５ａに対する電流印加は、車輪速が０ｋｍ／ｈであることから、所定の電流を一機に印加してよい。これにより、車両は、前後両輪駆動の四輪駆動状態で発進して走行する。
【００４７】
マイクロコンピュータは、ステップ１２５にて、車両が走行中であると判定した場合には、ステップ１２７にて、車輪速Ｎに対応する印加電流の２次曲線的電流値をマップから選択し、プログラムをステップ１２８に進める。マイクロコンピュータは、ステップ１２８にて、電磁コイル２５ａに電流を所定時間印加してクラッチをＯＮにするとともに、電動モータ２０ａに電流を印加して駆動する。電磁コイル２５ａに対する印加電流は、車輪速Ｎに基づいて選択された２次曲線的電流値であって、電磁クラッチ装置２０ｃは、何等ショックを発生させることなく円滑に結合し、電動モータ２０ａの駆動力を後輪２１ｂ側へ伝達して、二輪駆動走行中の車両を前後両輪駆動の四輪駆動走行状態に形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動装置を補助駆動装置とする前後輪駆動車の概略的構成図である。
【図２】同補助駆動装置の駆動力伝達機構を構成する電磁クラッチ装置の断面図である。
【図３】同前後輪駆動車の走行方向が相違する場合における電磁クラッチ装置のカム機構の作動説明図（ａ），（ｂ）である。
【図４】同補助駆動装置の基本的な駆動制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【図５】同補助装置における電磁クラッチ装置の電磁コイルへの印加電流の印加時間の経過にともなう２次曲線的に増加状況を示すグラフである。
【図６】同電磁クラッチ装置のクラッチ制御プログラムの基本的プログラムを実行するためのフロチャートである。
【図７】同補助駆動装置の駆動制御とクラッチ制御を一体にした制御プログラムを実行するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…主駆動装置、１１…エンジン、１２…トランスミッション、１３…減速ギヤ列、１４…フロントディファレンシャル、１５…ドライブシャフト、１６…前輪、１７…ジェネレータ、１８…バッテリー、２０…補助駆動装置、２０ａ…電動モータ、２０ｂ…減速ギヤ列、２０ｃ…電磁クラッチ装置、２０ｄ…リヤディファレンシャル、２１ａ…ドライブシャフト、２１ｂ…後輪、２２…アウタハウジング、２２ａ…リヤカバー、２３…インナシャフト、２４…メインクラッチ、２４ａ…アウタプレート、２４ｂ…インナプレート、２５…パイロットクラッチ機構、２５ａ…電磁コイル、２５ｂ…摩擦クラッチ、２５ｃ…アーマチャー、２６…カム機構、２６ａ…第１カム部材、２６ｂ…第２カム部材、２６ｃ…カムフォロアー、２７ａ，２７ｂ…出力軸、２７ｃ…出力ギヤ、２７ｄ…リングギヤ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle drive device.
[0002]
[Prior art]
As one type of vehicle driving device, a clutch is provided in a driving force transmission mechanism that connects an electric motor as driving means and a driving wheel so as to be able to transmit driving force, and the driving force of the electric motor is transmitted to the driving wheel in a state where the clutch is connected. There is a vehicle drive device of a type in which the drive wheels are transmitted to drive the vehicle.
[0003]
The vehicle drive device of this type is adopted, for example, as an auxiliary drive device for front and rear wheel drive vehicles, and drives together with the main drive device when necessary, for example, when starting on a slippery road surface or when the main drive wheel slips. Thus, the vehicle forms a running state of front and rear two-wheel drive (for example, four-wheel drive). Further, when the driving state of one of the front and rear wheels is independently driven (for example, two-wheel drive), the driving unit of the auxiliary driving device is deactivated and the clutch is disengaged, and the driving of the auxiliary driving device is stopped. This disconnects the connected state in which the driving force can be transmitted between the electric motor as the driving means and the driving wheels.
[0004]
In this type of drive device, when the vehicle is driven by either one of the front and rear wheels alone (for example, two-wheel drive), the clutch is disengaged to transmit the driving force between the electric motor as the driving means and the non-driven drive wheels. Since the possible connection is interrupted, torque transmission from the driving wheel side to the electric motor side as the driving means can also be interrupted, and troubles caused by transmission torque from the driving wheel side to the electric motor side as the driving means can be reduced. It can be resolved.
[0005]
As described above, in driving the vehicle drive device of this type, it is indispensable to connect the clutch in accordance with the drive of the electric motor. However, when the clutch is connected, the rotation speed of the electric motor and the drive wheel side If there is a large difference in the number of rotations between the wheel speeds, a large shock will be generated at the clutch. For this reason, it is desirable to suppress the occurrence of a large shock as much as possible when the clutch is engaged when driving the drive device. In the conventional vehicle drive device of this type, the occurrence of the shock when the clutch is engaged is reduced. Two countermeasures have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
The first countermeasure of the vehicle drive device described in Patent Document 1 described above that suppresses the occurrence of shock is to gradually increase the output torque of the electric motor after the clutch is engaged when the drive device is driven. The second measure is to make the electric motor run idle so that the rotation speed of the electric motor becomes equal to the speed corresponding to the wheel speed before driving the driving device, and to rotate the electric motor. This is a means for engaging the clutch when the speed becomes equal to the speed corresponding to the wheel speed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-11-243608 (Electric drive for vehicle)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, both countermeasures for suppressing the occurrence of a shock are as follows. When the rotation speed of the electric motor is close to or equal to the speed corresponding to the wheel speed, the clutch engagement is completed at the time when the clutch engagement is completed. It prevents or greatly suppresses the occurrence.
[0009]
However, in both measures for suppressing the occurrence of shock, in the second measure, detection means for detecting the rotation speed of the electric motor is indispensable, and the detection means is provided in the vehicle drive device. This is disadvantageous in terms of cost. The first countermeasure is advantageous in that a detection means for detecting the rotation speed of the electric motor is not required, but as a means for detecting the rotation speed of the electric motor, It uses extremely complicated and cumbersome control means as shown.
[0010]
That is, the control means calculates an equation for predicting a subsequent change in the wheel speed based on the wheel speed and the angular acceleration. The rotational speed of the electric motor is calculated based on the prediction equation and the speed rise characteristic of the electric motor. Calculating the time required to become equal to the speed corresponding to the speed, idling the electric motor for a predetermined time corresponding to the time, engaging the clutch while the electric motor is idle for a predetermined time and then stopping, This is control means which integrally combines many operations such as restarting the electric motor and gradually increasing the output torque.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the need for a detecting means for detecting the rotation speed of the electric motor as a measure for suppressing the occurrence of a shock when the clutch is engaged in the vehicle drive device of this type, which is advantageous in cost. Another object of the present invention is to provide a countermeasure that suppresses the occurrence of a shock that does not require complicated and complicated control means and requires only simple control.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a vehicular drive device, and a vehicular drive device according to the present invention includes an electromagnetic clutch in a driving force transmission mechanism that connects an electric motor as driving means and driving wheels so as to transmit driving force. A driving device for a vehicle that drives a driving wheel by transmitting a driving force of the electric motor to the driving wheel in a state where an electromagnetic clutch is coupled.When driving the driving wheel, an electric current applied to the electromagnetic clutch is reduced. It is characterized in that the electromagnetic clutch is connected by increasing gradually.
[0013]
In the vehicle drive device according to the present invention, the applied current to the electromagnetic clutch can be increased in a quadratic curve with respect to the application time, and the electromagnetic clutch can be coupled. In this case, A quadratic curvilinear applied current to the electromagnetic clutch can be changed according to the wheel speed of the vehicle.
[0014]
In the vehicle drive device according to the present invention, the electromagnetic clutch employed is preferably an electromagnetic pilot type electromagnetic clutch device mainly including a friction clutch. The drive device is suitably adopted as an auxiliary drive device constituting a front-rear wheel drive vehicle.
[0015]
[Action and Effect of the Invention]
In the vehicle drive device according to the present invention, when driving the drive wheels, the applied current to the electromagnetic clutch is gradually increased so as to prevent or greatly reduce the occurrence of shock when the electromagnetic clutch is engaged. It is to let. The electromagnetic clutch gradually increases the frictional engagement force as the applied current increases, and finally connects.When the applied current to the electromagnetic clutch is gradually increased, the electromagnetic clutch smoothly connects without generating a shock. I do.
[0016]
As described above, the means for suppressing the occurrence of a shock employed in the vehicle drive device according to the present invention does not require a detecting means for detecting the rotational speed of the electric motor, and a complicated and troublesome control means. Since it is unnecessary, it is extremely advantageous in terms of cost as compared with conventional means for suppressing the occurrence of shock.
[0017]
The means for suppressing the occurrence of shock in the vehicle drive device according to the present invention employs means for increasing the applied current to the electromagnetic clutch in a quadratic curve with respect to the application time, thereby coupling the electromagnetic clutch more smoothly. Further, if the quadratic curve applied current to the electromagnetic clutch is changed according to the wheel speed of the vehicle, it is possible to cope with the difference regardless of the wheel speed. Can be prevented or greatly suppressed.
[0018]
In the vehicle drive device according to the present invention, it is preferable to employ, as the electromagnetic clutch, an electromagnetic pilot type electromagnetic clutch device mainly including a friction clutch, whereby the drive device constitutes a front and rear wheel drive vehicle. It can be suitably used as an auxiliary drive device, and can operate together with the main drive device constituting the front and rear wheel drive vehicle to form the vehicle in a front and rear two wheel drive running state.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle drive device. FIG. 1 shows a front-rear wheel drive vehicle in which a drive device according to an example of the present invention is employed as an auxiliary drive device. The front and rear wheel drive vehicle includes a main drive device 10 that drives a front wheel side that is a main drive wheel, an auxiliary drive device 20 that drives a rear wheel side that is an auxiliary drive wheel, and a control device 30 that controls the auxiliary drive device 20. It has. In the front and rear wheel drive vehicle, the auxiliary drive device 20 is an embodiment of the vehicle drive device according to the present invention.
[0020]
The main drive device 10 constituting the front and rear wheel drive vehicle includes an engine 11 which is an internal combustion engine. In the main drive unit 10, the driving force of the engine 11 is distributed to each drive shaft 15 via the transmission 12, the reduction gear train 13, and the front differential 14, and the front wheels 16 are driven by each drive shaft 15. Further, main drive device 10 includes a generator 17, which is driven by engine 11 to generate power, and the generated power is stored in battery 18. The stored electric power is supplied as driving energy of an electric motor 20a which is a driving unit included in an auxiliary driving device 20 described later.
[0021]
The auxiliary drive device 20 includes an electric motor 20a, a reduction gear train 20b, an electromagnetic clutch device 20c, and a rear differential 20d. In the auxiliary drive device 20, the reduction gear train 20b, the electromagnetic clutch device 20c, and the rear differential 20d constitute a driving force transmission mechanism. The electromagnetic clutch device 20c is arranged between the input side and the output side in the reduction gear train 20b. Is established. In the auxiliary drive device 20, an electromagnetic clutch device of an electromagnetic pilot type is employed as the electromagnetic clutch device 20c.
[0022]
In the auxiliary drive device 20, the electric motor 20a is driven by receiving electric power based on a command signal from the control device 30 when necessary. When the electromagnetic clutch device 20c is in the coupled state, the electric motor 20a is driven. The driving force of 20a is transmitted from the input side of the reduction gear train 20b to the output side of the reduction gear train 20b via the electromagnetic clutch device 20c, and is transmitted from the output side of the reduction gear train 20b to the rear differential 20d. The transmitted driving force is distributed to each drive shaft 21a by the rear differential 20d, and the rear wheel 21b is driven by each drive shaft 21a.
[0023]
The control device 30 is connected to a switch sensor S1, a throttle opening sensor S2, a wheel speed sensor S3, a shift position sensor S4, and the like for detecting a state of a 4WD switch for selecting front and rear two-wheel drive (4WD). (Microprocessor) and a drive circuit. The MPU includes a CPU and a memory, and the memory holds a control program and data for controlling the electromagnetic clutch device 20c, the electric motor 20a, and the like. In the control device 30, the detection signals output from the sensors S1 to S4 are captured via an interface, and the MPU determines a state in which the auxiliary drive device 20 should operate based on the captured detection signals, When it is determined that the auxiliary drive device 20 should be operated, a command signal for operating the electric motor 20a and the electromagnetic clutch device 20c is output to the drive circuit via the interface.
[0024]
The drive circuit controls ON (coupling) -OFF (disconnect) of the electromagnetic clutch device 20c and controls the supply of electric power to the electric motor 20a based on a command signal from the MPU. When it is determined that the motor 20 should be operated, the power of the set voltage is supplied to the electric motor 20a and the electromagnetic clutch device 20c is turned on based on the command signal from the MPU. As a result, the auxiliary drive device 20 is driven to drive the rear wheels 21b through the respective drive shafts 21a, thereby forming the vehicle in a front-rear wheel drive state.
[0025]
The electromagnetic clutch device 20c constituting the driving force transmission mechanism of the auxiliary drive device 20 is an electromagnetic pilot type electromagnetic clutch device shown in FIG. The electromagnetic clutch device 20c is known per se, and includes an outer housing 22, an inner shaft 23, a main clutch 24, a pilot clutch mechanism 25, and a cam mechanism 26. The outer housing 22 and the inner shaft 23 are concentrically and rotatably supported with each other. A main clutch 24, a cam mechanism 26, and a pilot clutch mechanism are provided in an annular space formed by the outer housing 22 and the inner shaft 23. 25 are arranged in this order.
[0026]
The main mechanism 24 includes a large number of outer plates 24a and inner plates 24b. Each outer plate 24a is integrally rotatably mounted on the inner peripheral side of the outer housing 22, and each inner plate 24b is connected to the inner shaft 23. Are mounted so as to be integrally rotatable on the outer peripheral side. The outer plates 24a and the inner plates 24b are arranged alternately with each other, and frictionally engage with each other by the action of the pressing force, and form a connected state when subjected to the action of a high predetermined pressing force. I do.
[0027]
The pilot clutch mechanism 25 includes an electromagnetic coil 25a rotatably mounted on a rear cover 22a of the outer housing 22 via a yoke, a friction clutch 25b mounted on the inner surface side of the rear cover 22a, and a friction clutch 25b. An outer plate constituting the friction clutch 25b is mounted on the inner peripheral side of the outer housing 22 so as to be integrally rotatable, and each inner plate is provided with a cam mechanism described later. The first cam member 26a is integrally rotatably mounted on the outer periphery of the first cam member 26a.
[0028]
The outer plates and the inner plates that constitute the friction clutch 25b are located alternately and can rotate relative to each other. The armature 25c is integrally rotatably mounted on the inner peripheral side of the outer housing 22. The armature 25c is attracted to the friction clutch 25b by the action of magnetic force generated by application of current to the electromagnetic coil 25a, and 25b functions to frictionally engage.
[0029]
The cam mechanism 26 is disposed between the pilot clutch mechanism 25 and the main clutch 24, and includes a first cam member 26a, a second cam member 26b, and a cam follower 26c. The first cam member 26a is rotatably mounted on the inner shaft 23, and inner plates constituting the friction clutch 25b are rotatably mounted on the outer peripheral side thereof. The second cam member 26b is integrally rotatably mounted on the inner shaft 23, and is located between the main clutch 24 and the armature 25c. A plurality of cam grooves are formed on opposing surfaces of each of the cam members 26a and 26b, and a cam follower 26c is fitted in the cam grooves.
[0030]
In the electromagnetic clutch device 20c, the outer housing 22 is connected to the input side drive shaft 27a constituting the reduction gear train 20b so as to be able to transmit the driving force, and the inner shaft 23 is connected to the output side drive shaft 27b so as to transmit the driving force. Connected as possible. The output gear 27c of the drive shaft 27b meshes with the ring gear 27d of the rear differential 20d. In this state, the electromagnetic clutch device 20c is disposed between the input side and the output side of the reduction gear train 20b.
[0031]
The electromagnetic clutch device 20c operates by applying a current to the electromagnetic coil 25a of the pilot clutch mechanism 25. When a current is applied to the electromagnetic coil 25a of the pilot clutch mechanism 25, the armature 25c is attracted to the friction clutch 25b side by the action of a magnetic force generated according to the applied current, and the friction clutch 25b is frictionally engaged. As a result, when there is a rotation difference between the outer housing 22 and the inner shaft 23, relative rotation occurs between the two cam members 26a and 26b constituting the cam mechanism 26, and the cam follower 26c is moved to the second cam member 26b. To the main clutch 24 side, and the second cam member 26b frictionally engages the main clutch 24. The cam mechanism 26 functions to boost the thrust generated by the pilot clutch mechanism 25, transmit the boosted force to the main clutch 24, and couple the main clutch 24. When the main clutch 24 is engaged, the outer housing 22 and the inner shaft 23 are connected to each other.
[0032]
In the auxiliary drive device 20, when the electromagnetic clutch device 20c is coupled, the electric motor 20a and the rear wheel 21b are connected via the reduction gear train 20b, the electromagnetic clutch device 20c and the rear differential 20d, and the left and right rear wheels 21b Is driven via each drive shaft 21a. In the electromagnetic clutch device 20c, when the application of the current to the electromagnetic coil 25a of the pilot clutch mechanism 25 is stopped, the connected state of the main clutch 24 is released, and the electromagnetic clutch device 20c is deactivated.
[0033]
Further, in the auxiliary drive device 20, the relative rotation direction between the outer housing 22 and the inner shaft 23 constituting the electromagnetic clutch device 20c is different due to the difference in the traveling direction of the vehicle, and the cam mechanism 26 is as shown in FIG. In addition, the main clutch 24 operates in the forward and reverse directions to bring the main clutch 24 into the engaged state regardless of whether the traveling direction of the vehicle is the forward or backward direction. For example, FIG. 3A shows an operation state when the vehicle is traveling forward, and FIG. 3B shows an operation state when the vehicle is traveling backward.
[0034]
In the front and rear wheel drive vehicle, the two-wheel drive traveling state of front wheel drive can be formed by starting the engine 11 constituting the main drive device 10, and when the 4WD switch for selecting 4WD is turned ON. The control device 30 controls the operation of the auxiliary drive device 20 to form a four-wheel drive running state of front and rear two-wheel drive.
[0035]
In the drive control of the auxiliary drive device 20, the control device 30 converts detection signals output from the switch sensor S1, the throttle opening sensor S2, the wheel speed sensor S3, and the shift position sensor S4 for detecting the operation state of the 4WD switch into an interface. The MPU determines a state in which the auxiliary drive device 20 should be operated based on the received detection signals, and if the MPU determines that the auxiliary drive device 20 should be operated, the electric motor 20a And a command signal for operating the electromagnetic clutch device 20c is output to the drive circuit via the interface. The drive circuit supplies electric power of a set voltage to the electric motor 20a based on a command signal from the MPU. The control device 30 executes a drive control program for the auxiliary drive device 20 based on the flowchart shown in FIG.
[0036]
The control device 30 operates when the engine 11 is started, and the microcomputer constituting the control device 30 determines the ON-OFF state of the 4WD switch in step 101, and determines that the 4WD switch is in the OFF state. In step, the program proceeds to step 102, where the motor is not driven (current application to the electric motor 20a is stopped) and the clutch is off (current application to the electromagnetic clutch device 20c is stopped), and the execution of the program is terminated. If the microcomputer determines in step 101 that the 4WD switch is in the ON state, the microcomputer proceeds to step 103.
[0037]
In step 103, the microcomputer reads the throttle opening, the wheel speed, and the shift position, and in step 104, determines whether or not the drive of the auxiliary drive device 20 should be controlled. When the microcomputer determines in step 103 that the driving of the auxiliary drive device 20 is not to be performed, the microcomputer holds the motor non-drive state and the clutch in the OFF state in step 102 and ends the execution of the program. I do.
[0038]
If the microcomputer determines in step 104 that the driving of the auxiliary drive device 20 is to be controlled, the microcomputer proceeds to step 105 and determines the traveling direction of the vehicle in step 105. When the microcomputer determines in step 105 that the traveling direction of the vehicle is the forward direction, the microcomputer drives the electric motor 20a to perform normal rotation (vehicle forward traveling) in step 106 and changes the traveling direction of the vehicle. If it is determined that the vehicle is traveling in the reverse direction, the electric motor 20a is driven in the reverse direction (reverse traveling of the vehicle) in step 107 to form the vehicle in a four-wheel drive state of front and rear two-wheel drive.
[0039]
The control device 30 includes a clutch control program for controlling the coupling timing of the electromagnetic clutch device 20c in addition to the basic drive control program for the auxiliary drive device 20 described above. The clutch control program is provided with a graph (map) shown in FIG. 5 showing the relationship between the applied current and the applied time to the electromagnetic coil 25a of the electromagnetic clutch device 20c at each wheel speed. The map shows a relationship in which the applied current increases in a quadratic curve with respect to the application time, and the relationship in which the applied current increases in a quadratic curve is a relationship in which the applied current gradually decreases as the wheel speed increases. It indicates that there is.
[0040]
In the clutch control program, a quadratic curvilinear current value of the applied current corresponding to the detected wheel speed is selected from a map of the applied current, and the electromagnetic current of the electromagnetic clutch device 20c is selected according to the quadratic curvilinear current value. A current is applied to the coil 25a for a predetermined time. That is, when the electromagnetic clutch device 20c is engaged, the applied current to the electromagnetic coil 25a of the electromagnetic clutch device 20c gradually increases in accordance with the quadratic current value. For example, when the wheel speeds are N1, N2, and N3, the quadratic curvilinear current values A1, A2, and A3 are selected, and the quadratic curvilinear current values A1, A2, and A3 are set to the respective predetermined times t1 and t2. , T3.
[0041]
As a result, in the electromagnetic clutch device 20c, the frictional engagement force of the main clutch 24 is increased in accordance with the increase in the applied current, and the electromagnetic clutch device 20c is finally brought into the engaged state. For this reason, the electromagnetic clutch device 20c smoothly connects without generating any shock, transmits the driving force of the electric motor 20a to the rear wheel 21b side, and forms the vehicle in a four-wheel drive running state of front and rear two-wheel drive. I do.
[0042]
FIG. 6 is a flowchart for executing a basic program of the clutch control program. When the microcomputer forming the control device 30 determines that the drive of the auxiliary drive device 20 should be controlled, Prior to driving the drive device 20, that is, prior to executing step 106 or step 107 in FIG. 4, the clutch control program is executed based on the flowchart shown in FIG. The microcomputer reads the wheel speed N at step 111, selects a quadratic current value of the applied current corresponding to the wheel speed N from the map at step 112, and advances the program to step 113.
[0043]
In step 113, the microcomputer applies a current to the electromagnetic coil 25a for a predetermined time to turn on the clutch, and drives the electric motor 20a by applying a current. The current applied to the electromagnetic coil 25a is a quadratic curvilinear current value selected based on the wheel speed N. The electromagnetic clutch device 20c couples smoothly without generating any shock, and drives the electric motor 20a. The force is transmitted to the rear wheels 21b to form the vehicle in a four-wheel drive running state of front and rear two-wheel drive.
[0044]
FIG. 7 is a flowchart for executing a control program that integrates drive control of the auxiliary drive device 20 and clutch control. In the control device 30 that executes the control program, the microcomputer determines the ON-OFF state of the 4WD switch in step 121, and proceeds to step 122 if the microcomputer determines that the 4WD switch is in the OFF state. Then, the execution of the program is terminated while the clutch is held in the OFF state (current application to the electromagnetic clutch device 20c is stopped) and the motor is not driven (current application to the electric motor 20a is stopped). If the microcomputer determines in step 121 that the 4WD switch is in the ON state, the microcomputer advances the program to step 123.
[0045]
In step 123, the microcomputer reads the throttle opening, the wheel speed, and the shift position, and in step 124, determines whether or not the drive of the auxiliary drive device 20 should be controlled. If the microcomputer determines in step 124 that the driving of the auxiliary drive device 20 is not to be controlled, the microcomputer holds the clutch in the OFF state and the motor in the non-driven state in step 122 to execute the program. To end.
[0046]
If the microcomputer determines in step 124 that the driving of the auxiliary drive device 20 is to be controlled, the microcomputer proceeds to step 125 and determines in step 125 whether the vehicle is running. I do. If the microcomputer determines in step 125 that the vehicle is stopped, the microcomputer sets the clutch to the ON state (applies current to the electromagnetic clutch device 20c) and sets the motor to the driving state (electrically (Current application to the motor 20a). In this case, the current application to the electromagnetic coil 25a of the electromagnetic clutch device 20c may be performed by applying a predetermined current to one machine since the wheel speed is 0 km / h. Thus, the vehicle starts and travels in a four-wheel drive state of front and rear two-wheel drive.
[0047]
When the microcomputer determines in step 125 that the vehicle is running, in step 127, the microcomputer selects a quadratic curvilinear current value of the applied current corresponding to the wheel speed N from the map, and executes the program. Proceed to step 128. In step 128, the microcomputer applies a current to the electromagnetic coil 25a for a predetermined time to turn on the clutch, and also applies a current to the electric motor 20a to drive it. The current applied to the electromagnetic coil 25a is a quadratic curvilinear current value selected based on the wheel speed N. The electromagnetic clutch device 20c couples smoothly without generating any shock, and drives the electric motor 20a. The force is transmitted to the rear wheels 21b to form the vehicle during the two-wheel drive in a four-wheel drive running state of front and rear two-wheel drive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a front and rear wheel drive vehicle in which a drive device according to the present invention is used as an auxiliary drive device.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an electromagnetic clutch device constituting a driving force transmission mechanism of the auxiliary driving device.
FIGS. 3A and 3B are operation explanatory diagrams of a cam mechanism of the electromagnetic clutch device when the traveling directions of the front and rear wheel drive vehicles are different.
FIG. 4 is a flowchart for executing a basic drive control program of the auxiliary drive device.
FIG. 5 is a graph showing an increase in a quadratic curve as the application time of the applied current to the electromagnetic coil of the electromagnetic clutch device in the auxiliary device increases.
FIG. 6 is a flowchart for executing a basic program of a clutch control program of the electromagnetic clutch device.
FIG. 7 is a flowchart for executing a control program integrating drive control and clutch control of the auxiliary drive device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main drive, 11 ... Engine, 12 ... Transmission, 13 ... Reduction gear train, 14 ... Front differential, 15 ... Drive shaft, 16 ... Front wheel, 17 ... Generator, 18 ... Battery, 20 ... Auxiliary drive, 20a ... Electric motor, 20b: reduction gear train, 20c: electromagnetic clutch device, 20d: rear differential, 21a: drive shaft, 21b: rear wheel, 22: outer housing, 22a: rear cover, 23: inner shaft, 24: main clutch, 24a ... outer plate, 24b ... inner plate, 25 ... pilot clutch mechanism, 25a ... electromagnetic coil, 25b ... friction clutch, 25c ... armature, 26 ... cam mechanism, 26a ... first cam member, 26b ... second cam member, 26c ... Cam follower, 27a, 7b ... output shaft, 27c ... output gear, 27d ... ring gear.

Claims

An electromagnetic clutch is provided in a driving force transmission mechanism that connects an electric motor as a driving means and a driving wheel so as to be able to transmit driving force, and the driving force of the electric motor is transmitted to the driving wheel in a state where the electromagnetic clutch is coupled. A vehicle drive device for driving the drive wheels, wherein the drive wheels are driven by gradually increasing a current applied to the electromagnetic clutch to couple the electromagnetic clutch.

2. The vehicle drive device according to claim 1, wherein an applied current to the electromagnetic clutch is quadratically increased with respect to an application time to couple the electromagnetic clutch.

3. The vehicle drive device according to claim 2, wherein a quadratic curve applied current to the electromagnetic clutch is changed according to a wheel speed of the vehicle.

The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the electromagnetic clutch included in the vehicle drive device is an electromagnetic pilot type electromagnetic clutch device mainly including a friction clutch. Vehicle drive device.

The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein the drive device is an auxiliary drive device that forms a front and rear wheel drive vehicle, and operates together with a main drive device that forms a front and rear wheel drive vehicle. And a vehicle driving device for driving the vehicle in a front and rear two-wheel drive state.